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99-1利用科学引文索引_进行科研成果评价
tengyi1960 2011-2-22 10:48
99-1利用_科学引文索引_进行科研成果评价1999.pdf
个人分类: 工作感悟|0 个评论
98-2情报源的特点及其检索利用
tengyi1960 2011-2-22 10:41
98-2情报源的特点及其检索利用.pdf
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96-7 改进图书馆管理与运作模式，构建知识创新
tengyi1960 2011-2-21 16:00
96-7 改进图书馆管理与运作模式，构建知识创新、组织与利用的知识….pdf
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与天斗其乐无穷-气候资源的利用
热度 1 lxchencn 2011-2-1 16:29
现在全国都是一个巨大的工地，与地斗其乐无穷还有很长时间，山川变了模样，近日国家准备投入 4 万亿搞水利建设，与天斗其乐无穷再次开场，几十年、百年一遇的气候事件不断出现，从年头到年尾，洪、旱、冻、泥、风、火等等与气候相关的灾害接连不断，损失巨大，如何应对？专家政府已经有很多措施，与其靠天吃饭，能否化害为利呢？能否把气候做为一种资源充分利用起来呢？以气候为生存之道？不是不可能的吧！ 刮了千年的风、天天晒的太阳已经成为能源宝贝，雨水能否综合利用呢？特别是南方雨水充足，为什么会严重干旱呢？暴风骤雨送来了如此丰富的水资源为什么不能够好好储备起来天干时候用呢？就好像一个人年终发了奖金口袋装不下扔掉多余的钱而不知、不能存银行一样，如果能够有个水银行，余存缺取，无论是否风调雨顺也不用看天吃饭了，岂不安枕无忧了？能否把南方充沛的水资源在超过使用甚至可能引来洪灾的时候把多余的水及时调往北方常年缺水的地方呢？中国的大江大河如果能够如自由调控的管网一样自如，还怕南涝北旱吗？祈求老天风调雨顺佑百姓，但也期待行动起来化灾害气象为重要资源造福民众，这是一点外行对北方大旱的联想而已。
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环保观念急需转变
caoman 2010-8-25 13:41
有人说， 2009 年 12 月 18 日（哥本哈根大会召开）是第三次世界大战的开始之日。可以说，第一和第二次世界大战是为领土和矿产资源而战，第三次是为空气而战。有人问爱因斯坦第三次世界大战用什么武器？他说我不知道第三次世界大战用什么武器，但我知道第四次世界大战是用石头和木棒。也就是说，第二次世界大战的结果是用核武器结束了战争，第三次世界大战的结果将是结束了人类。这说明，几十年的环保工作不但没有根本解决环境问题，相反把人类推向了灭亡之路，只有彻底转变观念另辟捷径才可能起死回生。 变废物为资源。 世界上本来没有废物和资源之分，只是随着人类社会的发展，把有用（其实是人们有能力用）的物质叫资源，没用（其实是人们没能力用）的物质叫废物，并且有用和没用的物质都越来越多。原因是，科技进步可将越来越多的物质经过加工处理变成有用物，用过的物质也越来越多被当成废物丢弃或排放，回收利用的废物主要限于能带来效益的，在整个废物中只是杯水车薪，且用到不能再用的时候还是被当成废物丢弃。例如，用生活垃圾生产有机肥，用生活污水生产农灌用水，用放弃的秸秆生产颗粒燃料、木板、沼气等，这等于把垃圾、污水、秸秆都当成了生产生产资料的资源。 变治理为利用。 几十年来，基于治理废物的理念，投入了大量的人力物力，若开始就基于利用的理念，用这些人力和物力，现在将是个什么样子，可以想想现在的环境肯定不是这个样子。因为，治理的理念是把废物处理成无用排放悼，即不是为了生产产品，是花钱不赚钱的公益活动，没有利益驱动排放废物者被动进行，社会资本不愿进入，管理成本高效果难保证；利用的理念是把废物加工成有用的产品，即是为了生产产品，是花钱要赚钱的生产活动，有利益驱动可调动社会资本进入，管理方便结果有保证。例如，中国几十年的治理结果是：局部有改善污染总量仍在增加，事实已告诉我们必须改成利用的理念了，否则死路一条。 变监察为激励。 为了治理污染，主要靠环保部门的监察，发现产生或排放废物者，责令上治理设施并要求运行。具体做法是对排放废物者不上治理设施不允许开工，上了设施不按要求运行就处罚并责令整改或停产。毕竟执法人员不能天天守在现场看着，在现场的话每个点也不便都派第三方监督，又存在营私舞弊的问题。即使都装上黑匣子保证正常运行，也是仅处理到达标排放的程度，还有一些浪费悼了，结果如上所述。若变成向排废弃物者收费（负激励），给利用和治理废弃物者补贴（正激励），就像城市污水处理 BOT 运作模式一样，对废物排放者进行统一收费，然后补贴给利用该废物的企业，使其有正常的赢利。补贴方式可依据利用废物的种类和数量，也可跟进生产产品的种类和数量，也可二者兼有之，如垃圾发电同时补贴原料（垃圾）和产品 ( 电 ) 。 转变环保的理念，不仅有利于治理污染保护环境，而且可缓解能源危机和资源短缺，更可避免一场战争和人类的灭亡。转变环保观念是当务之急！
个人分类: 环境科学|2461 次阅读|0 个评论
农作物秸秆的产业化和工业化利用新机制的研究与对策(6)
zhengyongjun 2010-7-29 16:39
第三章 问题与对策 第一节 存在的问题 尽管中国在生物质能源等可再生能源的开发利用方面取得了一些成效，但由于中国生物质能源发展还处于起步阶段，面临许多困难和问题，归纳起来主要有以下几个方面。 3.1.1 、原料资源短缺限制了生物质能源的大规模生产 由于粮食资源不足的制约，目前，以粮食为原料的生物质燃料生产已不具备再扩大规模的资源条件。今后，生物质燃料乙醇生产应转为以甜高粱、木薯、红薯等为原料，特别是以适宜在盐碱地、荒地等劣质地和气候干旱地区种植的甜高粱为主要原料。虽然中国有大量的盐碱地、荒地等劣质土地可种植甜高粱，有大量荒山、荒坡可以种植麻风树和黄连木等油料植物，但目前缺乏对这些土地利用的合理评价和科学规划。目前，虽然在西南地区已种植了一定数量的麻风树等油料植物，但不足以支撑生物柴油的规模化生产。因此，生物质燃料资源不落实是制约生物质燃料规模化发展的重要因素。 3.1.2 、还没有建立起完备的生物质能源工业体系，研究开发能力弱，技术产业化基础薄弱 虽然中国已实现以粮食为原料的燃料乙醇的产业化生产，但以其他能源作物为原料生产生物质燃料尚处于技术试验阶段，要实现大规模生产，还需要在生产工艺和产业组织等方面做大量工作。以废动植物油生产生物柴油的技术较为成熟，但发展潜力有限。后备资源潜力大的纤维素生物质燃料乙醇和生物合成柴油的生产技术还处于研究阶段，一些相对成熟的技术尚缺乏标准体系和服务体系的保障，产业化程度低，大规模生物质能源生产产业化的格局尚未形成。 3.1.3 、生物燃油产品市场竞争力较弱 巴西以甘蔗生产燃料乙醇 1980 年每吨价格为 849 美元， 1998 年降到 300 美元以下。中国受原料来源、生产技术和产业组织等多方面因素的影响，燃料乙醇的生产成本比较高，目前，以陈化粮为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨 3500 元左右，以甜高粱、木薯等为原料生产的燃料乙醇的成本约为每吨 4000 元。按等效热值与汽油比较，汽油价格达到每升 6 元以上时，燃料乙醇才可能赢利。目前，国家每年对 102 万吨燃料乙醇的财政补贴约为 15 亿元，在目前的技术和市场条件下，扩大燃料乙醇生产需要大量的资金补贴。以甜高粱和麻风树等非粮食作物为原料的燃料乙醇和生物柴油的生产技术才刚刚开始产业化试点，产业化程度还很低，近期在成本方面的竞争力还比较弱。因此，生物质燃料成本和石油价格是制约生物质燃料发展的重要因素。 3.1.4 、政策和市场环境不完善，缺乏足够的经济鼓励政策和激励机制 生物质能源产业是具有环境效益的弱势产业。从国外的经验看，政府支持是生物质能源市场发育初期的原始动力。不论是发达国家还是发展中国家，生物质能源的发展均离不开政府的支持，例如投融资、税收、补贴、市场开拓等一系列的优惠政策。 2000 年以来，国家组织了燃料乙醇的试点生产和销售，建立了包括燃料乙醇的技术标准、生产基地、销售渠道、财政补贴和税收优惠等在内的政策体系，积累了生产和推广燃料乙醇的初步经验。但是，由于以粮食为原料的燃料乙醇发展潜力有限，为避免对粮食安全造成负面影响，国家对燃料乙醇的生产和销售采取了严格的管制。近年来，虽有许多企业和个人试图生产或销售燃料乙醇，但由于受到现行政策的限制，不能普遍享受到财政补贴，也难以进入汽油现有的销售渠道。对于生物柴油的生产，国家还没有制定相关的政策，特别是还没有生物柴油的国家标准，更没有生物柴油正常的销售渠道。此外，生物质资源的其它利用项目，例如燃烧发电、气化发电、规模化畜禽养殖场大中型沼气工程项目等，初始投资高，需要稳定的投融资渠道给予支持，并通过优惠的投融资政策降低成本。中国缺乏行之有效的投融资机制，在一定程度上制约了生物质资源的开发利用。 第二节 措施和对策 秸秆开发利用是一项利国利民的大事，功在当代，利在千秋。各有关部门和地方各级政府能够充分认识到做好生物质能开发利用工作的重要性，结合各地及各个行业的实际，认真研究秸秆开发利用工作，齐心协力，密切配合，积极开展秸秆资源调查和评价工作，抓紧制定规划，尽快明确目标，认真做好项目示范和试点工作，不断总结经验，完善政策和市场环境，加快秸秆的开发利用工作，为建设资源节约型、环境友好型社会，为全面建设小康社会和实现可持续发展做出新的贡献 为完成市委、市政府确定的 2008 年作物秸秆综合利用率达到 90% 以上， 2009 年达到 95% 以上的工作目标，实现作物秸秆由传统利用向高效率利用，由单一利用向商品化、系列化、产业化综合开发利用转变。市科技局制定了 以产业化和工业利用为主体，农业循环利用为补充，建立起稳定的秸秆综合利用新机制。 的工作思路，确定以下 秸秆 综合利用 的研发、示范与推广重点。 3.2.1 、小麦、玉米还田作业技术路线的确定与推广。 在 国家粮食丰产科技工程项目实施区推广 秸秆还田技术，主要在兖州市小孟镇、嘉祥县疃里镇、任城区接庄镇示范小麦、玉米还田作业技术路线。小麦秸秆覆盖还田技术路线主要推广技术路线 1: 小麦联合收获机收获－麦秸机械切抛－免耕播种－喷除草剂。路线 2: 小麦联合收获机收获－人工抛撒麦秸－免耕播种－喷除草剂。玉米秸秆覆盖还田技术路线主要推广技术路线 1: 摘穗秸秆机械粉碎重耙或旋耕灭茬补氮深耕整地播种。路线 2: 玉米联合收获机收获果穗并秸秆处理旋耕两遍播种苗带镇压。路线 3: 玉米联合收获机收获果穗并秸秆处理免耕播种机播种。路线 4: 摘穗秸秆机械粉碎补氮旋耕两遍耙压一播种苗带镇压。探索出适合我市的秸秆还田技术路线，在全市推广。 3.2.2 、推广 作物秸秆青贮氨化技术，促进畜牧业规模发展。 以梁山科龙畜牧、臻嘉食品、绿健奶牛、汶上蒙牛集团等奶肉牛养殖加工企业为龙头，以梁山、汶上、嘉祥为重点区域，加快建设奶牛、肉牛、小尾寒羊和青山羊等标准化、规模化饲养基地和小区，同时配套建设中小型作物秸秆青贮氨化池和大中型沼气池，既消化利用部分玉米秸秆，又为畜牧业发展提供充足的饲料。 3.2.3 、利用作物秸秆生产新型材料与能源。 主要抓好 曲阜天博晶碳科技有限公司的玉米秸秆等农业废弃物生产高价位成型活性碳系列产品技术项目， 项目完成后形成 500 吨 / 年的秸秆转化水平，并可望迅速发展到 2000 吨 / 年甚至更高转化水平，最终达到 1000 万元的产值， 形成产业化；汶上县郭仓乡的 规模化奶牛场新能源开发利用 项目，最终实施秸秆发电，形成 循环经济链 ；任城区喻屯镇济宁牛跑沃工贸有限公司的秸秆有机碳项目，目前每天可生产优质无烟煤 20 吨，消化 300 亩地的秸秆，经过技术整改后，计划继续投资 600 万元，将于 2008 年 6 月份建成 16 条生产线，使得日生产能力达到 100 吨，既是每天可消耗掉 1500 亩地的秸秆，合计每天消耗秸秆 300 吨；泗水县、嘉祥县一户一池模式沼气项目。 3.2.4 、大力推广 秸秆基料栽培食用菌技术。 以 山东华源食品有限公司为龙头，以邹城市食用菌协会为骨干， 在邹城市省级 食用菌星火科技示范县建设的基础上，推动山东华源食品有限公司与山东省食用菌总站联合承担的国家级星火计划项目有机 食用菌标准化栽培及深加工技术开发 的实施，大力发展 秸秆基料栽培食用菌技术，带动鱼台县、任城区、曲阜市 食用菌产业形成规模。筛选优良菌种，进行食用菌周年生产，提高转化率和食用菌产量。 3.2.5 、实施秸秆气化工程。 以兖州市新世纪秸秆气化工程有限公司曙光 2000 秸秆气化机组的研发与推广为抓手，提出生物质气化供气系统的技术路线，即用热解气化的方法将秸秆转换为可燃气体， 利用焦油裂解技术和改进机组整体设计，提高燃气热值，减少焦油排放量， 秸秆燃气中焦油和灰份含量在 30mg/m 以下 。 以自然村为单位集中供气，供应农民用作生活燃气。 3.2.6 、其它重点推广的项目。 金乡蒜乡肥业化工有限公司的农作物废弃物生产抗重茬生物有机肥技术研究与产业化开发项目、邹城绿宝源饲料有限公司的利用秸秆生产膨化粗饲料项目，汶上、曲阜的作物秸秆浅池藕技术推广，任城区的秸秆反应堆 等 一批秸秆综合利用科技项目。 主要 对策 ： 1 、 加强组织领导，大力宣传秸秆综合利用。 实现作物秸秆经常化、高效化、科学化利用，是一项涉及面广、政策性强、难度大的系统工程，必须加强领导、落实责任、政策扶持、严格奖惩多措并举，构建作物秸秆综合利用的长效机制。市科技局协调农业、农机、畜牧等部门，开展秸秆综合利用研究与开发。充分利用新闻媒体，特别是送科技下乡活动的时机，大力宣传秸秆综合利用，充分认识作物秸秆综合利用的重要意义，使其深入千家万户。 2 、 加快结构调整，优化种植业结构。 紧密结合十大农业优势特色产业产品培植，按照一村一品、一乡一业的要求，着力做好农业结构调整这篇大文章。在着力抓好大蒜、圆葱和食用菌规模化种植、标准化生产的同时，对甜叶菊、中药材等特色产业发展做好推广工作。大力发展饲草饲料作物和高值高效经济作物种植，解决粮食作物种植面积过大、秸秆产量过多问题。 3 、 进一步加大科技投入，设立 秸秆综合利用科技专项 。 发挥政府投入的引导作用，促使企业真正成为研发投入的主体，积极向金融部门推介 秸秆综合利用 技术项目，逐步建立金融资本科技贷款风险补偿机制和风险投入机制。市科技局设立 秸秆综合利用科技专项，加大 科技投入，促进 秸秆综合利用科技项目的实施。 4 、搭建产学研平台，争取一批高技术项目落户济宁。 利用中国专利高新技术产品博览会和 院士济宁行活动 ，进一步搭建好产学研结合的平台，引进 浙江大学研发的可降解快餐用具等一批高技术项目，争取落户济宁。促使秸秆综合利用向广度和深度发展。 5 、加强培训工作，建设一支新型农民队伍。 充分利用 2 个国家级农民科技培训星火学校， 65 处省、市、县三级星火培训基地，开展 秸秆综合利用 技术专项培训工作， 增强农民职业技能，丰富农民科学知识，增强农民发展能力，发挥农民的创造力。推广健康文明生活方式，提高农民整体素质和生活质量。为 秸秆综合利用提供人才基础。
个人分类: 成果推广|2314 次阅读|0 个评论
农作物秸秆的产业化和工业化利用新机制的研究与对策(5)
zhengyongjun 2010-7-29 16:36
第四节 秸秆气化技术 秸秆气化是指农业生产中产生的象稻秆、油菜秆、玉米秆等秸秆在缺氧状态下通过热化学反应，将秸秆中的碳转化成可燃气体的过程。产出的可燃气体可供民用炊事、取暖、农产品烘干、发电等使用。 玉米秸秆和玉米蕊含水量不超过 20 ％时， lkg 玉米秸秆和玉米蕊可产 2m3 可燃气。据有关部门检测，一般情况下，司燃气含 CO11 ％～ 20 ％， H ， 10 ％一 16 ％， CH40.5 ％～ 5 ％， C0210 ％～ 14 ％， 02 低于 l ％，以及少量的硫化氢、焦油和灰尘。可燃气的燃烧值为 4000 ～ 5000kJ/m3 。 2．4．1 秸秆气化原理。 以玉米秸秆、玉米蕊等为原料，粉碎后经过气化设备热解、氧化和还原反应转换成可燃气体。秸秆在气化炉里进行不完全燃烧，是在缺氧情况下加热反应的过程，在此过程中碳、氢元素变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气。 秸秆气化是在气化炉内完成的。秸秆是由碳、氢、氧等元素组成，其中含有一定量的水分。 当秸秆被燃烧后，随着温度的升高，燃烧产生的气体通过还原区赤热的炭层反应，转换成含 CO 、 H 2 、 CH 4 等成分的可燃气体。整个反应过程很复杂，而且随着气化炉的类型、工艺 流程、反应条件、气化剂的种类、原料的性质和粉碎等条件的不同，其反应过程也不相同。 近几年来，我国在秸秆热分解气化技术和秸秆气化设备方面做了大量研究工作，自行研制的秸秆气化集中供气技术处于世界领先地位。例如， XFF 型生物气化机组及集中供气系统配套技术和用户燃气系统已经进入商品化阶段，并被列人 星火 示范工程，深受农民的欢迎。据报道，秸秆发电项目在青岛市签约。该项目由加拿大瑞威集团再生能源有限公司投资，采用国际上先进的热分解技术，日处理秸秆 800t ，装机容量为 3.6 万 kW 。 2．4．2秸秆物料的特性。 生长期仅一年的作物秸秆属高挥发份、低炭化度物料。挥发份含量平均高达75％，以固定炭含量为标志的炭化程度平均为17％，但发热量却平均高达36％。这表示可燃组份中，含量仅为1/6的固定炭其发热量却占1/3。这种以纤维素、半纤维素和木质素构成的聚合物被隔离空气加热超过100℃时，挥发份即连同水份开始蒸发解离，挥发成汽态的油雾；当温度达到450～550℃时，解离挥发过程达到高峰，炭氢分子构成的木焦油、木醋液等大分子聚合物受热升腾为气态浓雾。此时，若与空气混合比达到一定值时，即成为可燃气；若降温达到冷凝条件时，即凝结为液态焦油、木醋液及水污等。所以，对秸秆而言，挥发份对燃烧起决定作用。 高挥发份秸秆物料的气化特点。采用生物质气化技术可以把直接燃烧分为半燃烧和完全燃烧两个过程，前者为缺氧条件下的不完全燃烧产生中间产物，即气化煤气。然后，气化煤气再与空气二次混合实现完全燃烧。气化煤气及其燃烧使生物质物料的能量利用率显著增大，燃烧完全，提高了生物质的利用品位。 2．4．3秸秆生物质气的特点： (1)燃烧完全、洁净。(2)燃烧温度高。热煤气的显热与可燃成份燃烧释放的潜热使燃烧温度高达1，500℃，在特殊燃烧条件下，可达1,700℃，而秸秆直接燃烧火焰温度仅为600～700℃。(3)气化热煤气燃烧火力强、温升快。 (4)可调控。燃烧火焰温度、热能强度可适时控制调节，实现开、关两位操作。 热煤气直接燃烧与煤气冷洗清滤后的冷煤气相比最突出的是热煤气的能量增值：(1)显热增值。热煤气的出炉温度300～400℃；(2)潜热增值。纤维素的热分解产物焦油、木醋液及苯、酮、烷类重分子部分其凝聚的能量为15～20％。在高温条件下，重分子裂解燃烧可释出能量。 2．4．4秸秆气化冷煤气，显热、潜热损失及其他。 （1）热煤气经水的冷洗、过滤，实现输送储存。此时煤气显热尽失，部分可燃成份以潜热形式流失，而其清滤产生的黑液则成为污染排放物。秸秆中75％的纤维素和半纤维素的热分解产物形成挥发份，其主要成份是焦油、木醋液、酸、醇等重分子，在热态下以气态形式存在。在高于600℃时，则发生再裂解反应，产生部分可燃气体。这样，煤气中木焦油、木醋、木酸液分子量下降，而较重分子的烷、烯、苯仍以气态成为热煤气的可燃成份参与燃烧。但在冷煤气中，这部分可燃物被冷洗清滤掉成为油污黑液被排放。这部分潜热损失加上冷煤气降温的显热损失使冷煤气热焓大大下降，从而使煤气的燃烧质量降低。其中可燃气着火界限也随之明显缩小，这就是令农村用户恼火的秸秆煤气点不着火或是呈不顶用的小火头的原因之一。 (2)冷煤气冷洗用水耗水量约为0.5公斤/立方米(煤气)。一台产气量200立方米/小时的装置，一小时耗水100公斤，这在北方缺水地区也是值得注意的问题。所谓沉淀池循环水再利用是很难实现的，因为黑液与水的可溶性，水油交溶很难分离。由此而产生的黑液排放污染更是潜在的威胁。其中储气塔中的浮动调压水封，不长时间后就成为粘稠的黑液，不能排，无法用，使储气塔成为储污塔。(3)农作物秸秆越冬长期存放，低炭聚合物自然挥发逸出，导致能量衰减。 (4)尽管经冷洗、清滤，因油污粘结阀门、输气支管堵塞的问题在实际运行中还是时有发生。另外，机械式清滤设备重量占机组的75％，造价往往越过气化设备主机，其维修、除污清洗费用在运行成本中也占很大的比例。 (5)不利的运行工况。炊事供气设备运行时间短，一日三餐，每次起动不超过一小时，设备尚未进入热车状态即告停。反应区尚未积蓄充分的热量，煤气中油雾水汽含量过高，难于稳定正常供气。 高挥发份物料的除焦技术其治本途径是重质聚合物的裂解。要实现热裂解只有借助外源加热。其中，催化剂裂解技术，催化剂是关键，实用的是石灰石和白云石，但仍须加热到800℃以上。此时的催化裂化产物其代价已不是为了得到低热值的粗煤气，而是中热值的可燃气或工业用气源。热裂解要做到两点：(1)气化物料掺入一定比例的硬木质燃料高炭化度骨料，实现热解除焦；(2)为保持良好的热反应工况，气化设备应持续运行2～3小时以上。试验表明，稳定运行4小时以后，粗煤气中焦油量可由320毫升/立方米降至120毫升/立方米。建立多用途持续运行的中心煤气站，取代单一用途的炊事供气站。另外，管理问题，物料采集、储存、防潮通风，包括物料预处理和骨料配比也都是值得探讨的。 　 　 2 ． 4 ． 5 秸秆 生物质 气的优点 （ 1 ）秸秆气可以替代常规能源。按 lrn3 秸秆气替代 0.25l (g 标准煤，一户 4 口之家每天用 6m3 秸秆气，每户每年用秸秆气为 2190m3 ，则每户每年使用秸秆气可替代 548kg 标准煤。 （ 2 ）环境效益显著。按 lt 秸秆替代 0.7t 煤计算，则 1 万 t 秸秆可替代 7003t 煤炭，那么，利用 1 万 t 秸秆就可以减少 c02 排放 1.4 万 t 、 s02 排放 140t 、烟尘排放 100t 。对于农村家庭来说，使用秸秆气要比直接燃烧秸秆干净得多。 （ 3 ）减轻劳动强度和减少做饭时间。使用秸秆气与直接燃烧秸秆比较，可以减轻家庭妇女的劳动强度，同时还可以减少用于做饭的时间 1.5 ～ 2h/d 。 第五节 秸秆建材技术 秸秆植物细胞壁中，纤维素被半纤维素和木质素通过物理和化学作用所包裹。木质素是由苯基丙烷聚合而成的一种非多糖物质，由芳香烃的衍生物以 -C-C- 键、 -O- 键纵横交联在一起，其侧链又与半纤维素以共价键结合，形成一个十分致密的网络结构，将纤维素紧紧包裹在里面，因而是一种很好的天然高分子材料，可以与高分子树脂混合后，生产新型人造板材料。 目前，我国人造板产量已达到 5000 万 m3, 预计秸秆人造板有望占领人造板市场总量的 20% 左右，达到 1000 万 m3 左右。目前，全世界拥有农作物秸秆人造板制造技术的主要有美国、中国和加拿大等国，全世界现有生产能力约 150 万 m3 。中国的秸秆板生产能力在世界上排列第三位，共拥有生产能力 19.5 万 m3 ，有 7 条生产线，其中 4 条年产 5 万 m3 规模生产线（其中一条为进口线，生产麦秸板）， 3 条 1.5 万 m3 生产线（ 2 条为进口技术， 1 条为国产技术，生产麦秸板）。 秸秆人造板可以用木单板、浸渍纸等进行贴面，也可以用油漆进行涂饰，产品可以用于下列场所：（ 1 ）室内装修：用于地板衬板，吊顶板等，尤其适用于医院、儿童居室和休闲中心的室内装修。（ 2 ）家具制造：可以替代木质人造板用于家具制造，尤其适用于厨房、浴室家具，医用家具和儿童家具。（ 3 ）车船内装：用于汽车、客轮、列车车厢的内部装饰。（ 4 ）包装：用于药品包装和食品包装。（ 5 ）建筑：优良的防水、隔音和隔热性能可开发应用于屋面板、隔墙板和内墙保温板。（ 6 ）外户：广告牌、商店门面装饰、户外家具、动物房、户外游戏设备、凉亭、窗框等。（ 7 ）其它：草木复合板和部分替代低密度板的应用。 十一五规划中已明确政府将对农作物秸秆资源综合利用和木材代用项目给予重点扶持，木材原料价格的进一步上涨，各国政府对环境保护所采取的严格措施和消费者环保认识的进一步提高等因素的综合作用将使秸秆板在十一五期内形成规模。随着烟台万华二期工程骏工和亨斯迈上海生产基地等的相继投产，生产胶料厂家的增加， MDI 价格可望回落到 18000 元 / 吨以下，再加上秸秆板的诸多优点，相信秸秆板会有相当的竞争优势。据国家统计局调查显示，仅 2004 年，中国就有 900 多亿元的家具没有卖出去，和当年实际内销的家具差不多，可见国内家具市场供大于求的现象是非常严重的。 2006 年将是家具行业面临重新洗牌的一年，品牌制胜效应将会更加凸显。随着经济的发展，消费者对环保的要求越来越高，生产厂家、媒介、政府等合力唱导，相信人们在观念上将正确的认识和接受秸秆板。生产厂家是科技创新和产业化的载体，依托科研院校共同解决秸秆板生产工艺的适用性和实用性问题已为时不远。 国内从事秸杆人造板国内研制单位 南京林业大学 主要研究稻草板 中国林科院木材研究所 主要研究麦秸板 上海康拜环保科技有限公司 主要研究多原料秸秆板 国内从事秸杆人造板的生产厂家： 生产厂名称 生产能力 m3/ 年 技术来源 设备生产厂商 备注 江苏大盛板业有限公司 3 万立方米 英国 英国 麦秸板 湖北基立环保材有限公司 5 万立方米 南京林业大学 信阳人造板机器厂 稻草板 江苏鼎元科技发展有限公司 5 万立方米 南京林业大学 信阳人造板机器厂 稻草板 四川国栋建材有限公司 5 万立方米 德国 德国 麦秸板 山东同森木业有限公司 1.5 万立方米 中国林科院 沈阳重型机械厂 麦秸板
个人分类: 成果推广|4128 次阅读|0 个评论
农作物秸秆的产业化和工业化利用新机制的研究与对策(5)
zhengyongjun 2010-7-29 16:36
第四节 秸秆气化技术 秸秆气化是指农业生产中产生的象稻秆、油菜秆、玉米秆等秸秆在缺氧状态下通过热化学反应，将秸秆中的碳转化成可燃气体的过程。产出的可燃气体可供民用炊事、取暖、农产品烘干、发电等使用。 玉米秸秆和玉米蕊含水量不超过 20 ％时， lkg 玉米秸秆和玉米蕊可产 2m3 可燃气。据有关部门检测，一般情况下，司燃气含 CO11 ％～ 20 ％， H ， 10 ％一 16 ％， CH40.5 ％～ 5 ％， C0210 ％～ 14 ％， 02 低于 l ％，以及少量的硫化氢、焦油和灰尘。可燃气的燃烧值为 4000 ～ 5000kJ/m3 。 2．4．1 秸秆气化原理。 以玉米秸秆、玉米蕊等为原料，粉碎后经过气化设备热解、氧化和还原反应转换成可燃气体。秸秆在气化炉里进行不完全燃烧，是在缺氧情况下加热反应的过程，在此过程中碳、氢元素变成一氧化碳、氢气、甲烷等可燃气。 秸秆气化是在气化炉内完成的。秸秆是由碳、氢、氧等元素组成，其中含有一定量的水分。 当秸秆被燃烧后，随着温度的升高，燃烧产生的气体通过还原区赤热的炭层反应，转换成含 CO 、 H 2 、 CH 4 等成分的可燃气体。整个反应过程很复杂，而且随着气化炉的类型、工艺 流程、反应条件、气化剂的种类、原料的性质和粉碎等条件的不同，其反应过程也不相同。 近几年来，我国在秸秆热分解气化技术和秸秆气化设备方面做了大量研究工作，自行研制的秸秆气化集中供气技术处于世界领先地位。例如， XFF 型生物气化机组及集中供气系统配套技术和用户燃气系统已经进入商品化阶段，并被列人 星火 示范工程，深受农民的欢迎。据报道，秸秆发电项目在青岛市签约。该项目由加拿大瑞威集团再生能源有限公司投资，采用国际上先进的热分解技术，日处理秸秆 800t ，装机容量为 3.6 万 kW 。 2．4．2秸秆物料的特性。 生长期仅一年的作物秸秆属高挥发份、低炭化度物料。挥发份含量平均高达75％，以固定炭含量为标志的炭化程度平均为17％，但发热量却平均高达36％。这表示可燃组份中，含量仅为1/6的固定炭其发热量却占1/3。这种以纤维素、半纤维素和木质素构成的聚合物被隔离空气加热超过100℃时，挥发份即连同水份开始蒸发解离，挥发成汽态的油雾；当温度达到450～550℃时，解离挥发过程达到高峰，炭氢分子构成的木焦油、木醋液等大分子聚合物受热升腾为气态浓雾。此时，若与空气混合比达到一定值时，即成为可燃气；若降温达到冷凝条件时，即凝结为液态焦油、木醋液及水污等。所以，对秸秆而言，挥发份对燃烧起决定作用。 高挥发份秸秆物料的气化特点。采用生物质气化技术可以把直接燃烧分为半燃烧和完全燃烧两个过程，前者为缺氧条件下的不完全燃烧产生中间产物，即气化煤气。然后，气化煤气再与空气二次混合实现完全燃烧。气化煤气及其燃烧使生物质物料的能量利用率显著增大，燃烧完全，提高了生物质的利用品位。 2．4．3秸秆生物质气的特点： (1)燃烧完全、洁净。(2)燃烧温度高。热煤气的显热与可燃成份燃烧释放的潜热使燃烧温度高达1，500℃，在特殊燃烧条件下，可达1,700℃，而秸秆直接燃烧火焰温度仅为600～700℃。(3)气化热煤气燃烧火力强、温升快。 (4)可调控。燃烧火焰温度、热能强度可适时控制调节，实现开、关两位操作。 热煤气直接燃烧与煤气冷洗清滤后的冷煤气相比最突出的是热煤气的能量增值：(1)显热增值。热煤气的出炉温度300～400℃；(2)潜热增值。纤维素的热分解产物焦油、木醋液及苯、酮、烷类重分子部分其凝聚的能量为15～20％。在高温条件下，重分子裂解燃烧可释出能量。 2．4．4秸秆气化冷煤气，显热、潜热损失及其他。 （1）热煤气经水的冷洗、过滤，实现输送储存。此时煤气显热尽失，部分可燃成份以潜热形式流失，而其清滤产生的黑液则成为污染排放物。秸秆中75％的纤维素和半纤维素的热分解产物形成挥发份，其主要成份是焦油、木醋液、酸、醇等重分子，在热态下以气态形式存在。在高于600℃时，则发生再裂解反应，产生部分可燃气体。这样，煤气中木焦油、木醋、木酸液分子量下降，而较重分子的烷、烯、苯仍以气态成为热煤气的可燃成份参与燃烧。但在冷煤气中，这部分可燃物被冷洗清滤掉成为油污黑液被排放。这部分潜热损失加上冷煤气降温的显热损失使冷煤气热焓大大下降，从而使煤气的燃烧质量降低。其中可燃气着火界限也随之明显缩小，这就是令农村用户恼火的秸秆煤气点不着火或是呈不顶用的小火头的原因之一。 (2)冷煤气冷洗用水耗水量约为0.5公斤/立方米(煤气)。一台产气量200立方米/小时的装置，一小时耗水100公斤，这在北方缺水地区也是值得注意的问题。所谓沉淀池循环水再利用是很难实现的，因为黑液与水的可溶性，水油交溶很难分离。由此而产生的黑液排放污染更是潜在的威胁。其中储气塔中的浮动调压水封，不长时间后就成为粘稠的黑液，不能排，无法用，使储气塔成为储污塔。(3)农作物秸秆越冬长期存放，低炭聚合物自然挥发逸出，导致能量衰减。 (4)尽管经冷洗、清滤，因油污粘结阀门、输气支管堵塞的问题在实际运行中还是时有发生。另外，机械式清滤设备重量占机组的75％，造价往往越过气化设备主机，其维修、除污清洗费用在运行成本中也占很大的比例。 (5)不利的运行工况。炊事供气设备运行时间短，一日三餐，每次起动不超过一小时，设备尚未进入热车状态即告停。反应区尚未积蓄充分的热量，煤气中油雾水汽含量过高，难于稳定正常供气。 高挥发份物料的除焦技术其治本途径是重质聚合物的裂解。要实现热裂解只有借助外源加热。其中，催化剂裂解技术，催化剂是关键，实用的是石灰石和白云石，但仍须加热到800℃以上。此时的催化裂化产物其代价已不是为了得到低热值的粗煤气，而是中热值的可燃气或工业用气源。热裂解要做到两点：(1)气化物料掺入一定比例的硬木质燃料高炭化度骨料，实现热解除焦；(2)为保持良好的热反应工况，气化设备应持续运行2～3小时以上。试验表明，稳定运行4小时以后，粗煤气中焦油量可由320毫升/立方米降至120毫升/立方米。建立多用途持续运行的中心煤气站，取代单一用途的炊事供气站。另外，管理问题，物料采集、储存、防潮通风，包括物料预处理和骨料配比也都是值得探讨的。 　 　 2 ． 4 ． 5 秸秆 生物质 气的优点 （ 1 ）秸秆气可以替代常规能源。按 lrn3 秸秆气替代 0.25l (g 标准煤，一户 4 口之家每天用 6m3 秸秆气，每户每年用秸秆气为 2190m3 ，则每户每年使用秸秆气可替代 548kg 标准煤。 （ 2 ）环境效益显著。按 lt 秸秆替代 0.7t 煤计算，则 1 万 t 秸秆可替代 7003t 煤炭，那么，利用 1 万 t 秸秆就可以减少 c02 排放 1.4 万 t 、 s02 排放 140t 、烟尘排放 100t 。对于农村家庭来说，使用秸秆气要比直接燃烧秸秆干净得多。 （ 3 ）减轻劳动强度和减少做饭时间。使用秸秆气与直接燃烧秸秆比较，可以减轻家庭妇女的劳动强度，同时还可以减少用于做饭的时间 1.5 ～ 2h/d 。 第五节 秸秆建材技术 秸秆植物细胞壁中，纤维素被半纤维素和木质素通过物理和化学作用所包裹。木质素是由苯基丙烷聚合而成的一种非多糖物质，由芳香烃的衍生物以 -C-C- 键、 -O- 键纵横交联在一起，其侧链又与半纤维素以共价键结合，形成一个十分致密的网络结构，将纤维素紧紧包裹在里面，因而是一种很好的天然高分子材料，可以与高分子树脂混合后，生产新型人造板材料。 目前，我国人造板产量已达到 5000 万 m3, 预计秸秆人造板有望占领人造板市场总量的 20% 左右，达到 1000 万 m3 左右。目前，全世界拥有农作物秸秆人造板制造技术的主要有美国、中国和加拿大等国，全世界现有生产能力约 150 万 m3 。中国的秸秆板生产能力在世界上排列第三位，共拥有生产能力 19.5 万 m3 ，有 7 条生产线，其中 4 条年产 5 万 m3 规模生产线（其中一条为进口线，生产麦秸板）， 3 条 1.5 万 m3 生产线（ 2 条为进口技术， 1 条为国产技术，生产麦秸板）。 秸秆人造板可以用木单板、浸渍纸等进行贴面，也可以用油漆进行涂饰，产品可以用于下列场所：（ 1 ）室内装修：用于地板衬板，吊顶板等，尤其适用于医院、儿童居室和休闲中心的室内装修。（ 2 ）家具制造：可以替代木质人造板用于家具制造，尤其适用于厨房、浴室家具，医用家具和儿童家具。（ 3 ）车船内装：用于汽车、客轮、列车车厢的内部装饰。（ 4 ）包装：用于药品包装和食品包装。（ 5 ）建筑：优良的防水、隔音和隔热性能可开发应用于屋面板、隔墙板和内墙保温板。（ 6 ）外户：广告牌、商店门面装饰、户外家具、动物房、户外游戏设备、凉亭、窗框等。（ 7 ）其它：草木复合板和部分替代低密度板的应用。 十一五规划中已明确政府将对农作物秸秆资源综合利用和木材代用项目给予重点扶持，木材原料价格的进一步上涨，各国政府对环境保护所采取的严格措施和消费者环保认识的进一步提高等因素的综合作用将使秸秆板在十一五期内形成规模。随着烟台万华二期工程骏工和亨斯迈上海生产基地等的相继投产，生产胶料厂家的增加， MDI 价格可望回落到 18000 元 / 吨以下，再加上秸秆板的诸多优点，相信秸秆板会有相当的竞争优势。据国家统计局调查显示，仅 2004 年，中国就有 900 多亿元的家具没有卖出去，和当年实际内销的家具差不多，可见国内家具市场供大于求的现象是非常严重的。 2006 年将是家具行业面临重新洗牌的一年，品牌制胜效应将会更加凸显。随着经济的发展，消费者对环保的要求越来越高，生产厂家、媒介、政府等合力唱导，相信人们在观念上将正确的认识和接受秸秆板。生产厂家是科技创新和产业化的载体，依托科研院校共同解决秸秆板生产工艺的适用性和实用性问题已为时不远。 国内从事秸杆人造板国内研制单位 南京林业大学 主要研究稻草板 中国林科院木材研究所 主要研究麦秸板 上海康拜环保科技有限公司 主要研究多原料秸秆板 国内从事秸杆人造板的生产厂家： 生产厂名称 生产能力 m3/ 年 技术来源 设备生产厂商 备注 江苏大盛板业有限公司 3 万立方米 英国 英国 麦秸板 湖北基立环保材有限公司 5 万立方米 南京林业大学 信阳人造板机器厂 稻草板 江苏鼎元科技发展有限公司 5 万立方米 南京林业大学 信阳人造板机器厂 稻草板 四川国栋建材有限公司 5 万立方米 德国 德国 麦秸板 山东同森木业有限公司 1.5 万立方米 中国林科院 沈阳重型机械厂 麦秸板
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农作物秸秆的产业化和工业化利用新机制的研究与对策(4)
zhengyongjun 2010-7-29 10:41
第三节 秸秆 致密成型燃料技术 生物质是一种可再生的物质资源，但它作为能源物质利用基本上还是直接燃烧来获取热能。由于生物质的燃烧特性较差，所以有效利用率很低。随着我国农村生活水平的日益提高，相当大量的生物质未得以有效、充分的利用。如何将这些宝贵的生物质能资源转化为方便、清洁的能源形式，其经济、社会效益都是十分明显的。作为生物质能转化途径之一的固化成型技术已引起人们的关注和兴趣。 2.3 ． 1 成型原理 　　植物细胞中除含有纤维素、半纤维素还含有木质素（木素），木素是具有芳香族特性的结构单体，为丙烷型的立体结构高分子化合物。在阔叶木、针叶木中木素含量为 27% ～ 32% （干基），禾草类木素含量为 14% ～ 25% 。虽然在各种植物中都含有木素，但它们的组成、结构并不完全一样。木素属非晶体，没有熔点但有软化点，当温度为 70 ～ 110℃ 时粘合力开始增加，木素在适当温度下（ 200 ～ 300℃ ）会软化、液化，此时加以一定的压力使其与纤维素紧密粘接并与相邻颗粒互相胶接，冷却后即可固化成型，因此采用热压法成型秸秆（或木屑）燃料可不用任何添加剂、粘接剂，大大降低了加工成本，而且利用木素软化、液化的特点，适当提高热压成型时的温度有利于减小挤压动力。生物质成型燃料就是利用这一原理以生物质固化成型机经热挤压制得的。 　　 2.3 ． 2 成型的工艺过程 　　生物质成型是有条件的，它对原料的种类、粒度、含水率都有一定的要求。秸秆、麦秸等需进行适当的粉碎，几乎所有的物料都要进行干燥。为进一步提高成型燃料的使用价值，扩展应用领域，可进行碳化，所以生物质固化成型的工艺过程为： 原料 预处理 干燥 成型 碳化 木炭 　　木屑、稻壳等由于粒度细小，筛除杂物即可直接使用，秸秆、麦秸需经专用设备粉碎至粒度在 10mm 以下。生物质的含水率一般在 20% ～ 40% ，因此干燥是必不可少的过程。干燥方式一般宜采用气流式干燥，以生物质燃烧产生的烟道气为热源，物料在干燥管内干燥后由旋风分离器排出。成型是生物质固化技术的核心，成型的方式有多种，但目前使用最多的还是以螺杆为输送和压缩物料的连续挤出，其特点是成型燃料的密度大，表面质量好，最主要的是成型燃料碳化后所得木炭的质量好。根据物料的种类和含水率，控制适宜的成型温度即可得到密度较大、表面光滑、无明显裂纹、任意长度的中空棒状成型燃料。 　　碳化虽不是生物质固化成型技术不可或缺的，但在很多情况下却是十分主要的辅助手段。碳化的方式有连续内热式干馏法、外热间歇式干馏法和烧炭法。连续内热式适于大规模连续化生产，烧炭法适于小规模经营，外热间歇式则适于各种情况。木屑、刨花等原料生产的成型燃料更适合碳化，秸秆、稻壳等原料由于灰分大，除特殊情况外均不碳化。 　　生物质固化成型的设备包括粉碎机、干燥设备、成型机、碳化釜等。成型是整个过程的决定性步骤，故成型机的性能决定了产品质量和生产成本。因物料的种类、含水率等的差异，造成了成型技术的复杂性和工艺的不确定性。由于成型螺杆的工作环境极端恶劣，使得螺杆使用寿命很短。 　　 2.3 ． 3 成型条件 　　原料的含水率对棒状燃料的成型过程及产品质量影响很大，当原料水分过高时，加热过程中产生的蒸气不能顺利地从燃料中心孔排出，造成表面开裂，严重时产生爆鸣，但含水率太低成型也很困难，这是因为微量水分对木素的软化、塑化有促进作用。 2.3 ． 3. 1 对木屑、秸秆等物料，成型的适宜含水率范围为 6% ～ 10% 。我们从表 1 还可以得到这样的结论，不同种类的物料虽木素含量有较大差异，但成型所需适宜含水率基本一致。 2.3 ． 3. 2 成型温度对成型过程 、产品质量、产量都有一定的影响。 显然，过低的温度（ 200℃ ）传入出料筒内的热量很少，不足以使原料中木素塑化，加大原料与出料筒之间的磨擦，造成出料筒堵塞，无法成型；过高的温度（ 280℃ ）原料分解严重，输送过快，不能形成有效的压力，也无法成型。总之，不同物料所需成型温度相差不大，一般控制在 240 ～ 260℃ 之间。 2.3 ． 4 生物质固化成型的技术关键 2.3 ． 4.1 生物质固化成型是一项应用范围比较广的技术，但作为能源转化的途径，仍有一些关键技术问题困扰着人们，这些问题可归结为： 2.3 ． 4.2 物料的压缩是螺杆和出料筒配合完成的，即螺杆的几何尺寸和出料筒几何尺寸必须在一定的范围内才能在较快的挤出速度下获得较大密度的成型燃料。螺杆是在较高温度和压力下工作的，螺杆与物料始终处于干磨擦状态，导致螺杆的磨损非常快。当螺杆磨损到一定程度时，螺杆与出料筒失去尺寸配合，成型就无法进行。因此，压缩区螺纹的磨损决定了螺杆的使用寿命，螺杆的使用寿命成为生物质固化成型设备和技术实用价值的决定性因素。 2.3 ． 4.3 对螺杆的磨损，各研究和生产厂家采取了很多办法，但由于受工艺技术等制约，都没有从根本上解决问题。成型机的实际运行结果表明，螺杆的磨损只发现在一个导程范围内，解决这部分的磨损，整个螺杆的磨损问题也就解决了。我们设计了一种带活动螺旋头的螺杆，选择特殊耐磨材料制作活动螺旋头，实际运行结果是这种螺杆和使用寿命在 1000 小时以上。 2.3 ． 4.5 当成型燃料为最终产品时，密度不是很主要的问题，但当以木炭为最终产品时，成型燃料的密度就成为十分重要的指标了。密度是由所用原料、设备等多因素决定的。纤维素、木素含量低的物料如秸秆、稻壳等，不易得到密度大的成型燃料，碳化后所得木炭机械强度很差，灰分大且热值低，使用上就受到很大限制。只有木屑、刨花等成型后碳化才是有价值的，因此成型燃料的密度是产品质量的关键。 2.3 ． 4.6 碳化是提高成型燃料使用价值的重要手段。碳化方式、碳化工艺直接决定了木炭的机械强度、热值、生炭含量等主要性能指标。 　　 2.3 ．5 生物质固化成型的经济可行性 生物质固化成型工程，根据原料的不同，产品结构不同，规模不同，有着不同的经济效果： 　　 以秸秆为原料生产成型燃料：秸秆的价格各地不同，山东、河北等地已废弃在田间烧掉，而有些地方价格在 50 ～ 100 元 / 吨不等。由于秸秆的成型速度稍慢，生产 1 吨成型燃料电费约 100 元，人工费 60 元，其它费用 50 元，共计 210 ～ 310 元，这样的价格在目前若以其代替煤显然是不合算的，但在某些特殊的领域如陶瓷生产、炼钢等是十分有前途的。 2. 　 3 ．6 生物质固化成型技术装备的前景分析 　　先进的技术优势和良好的经济性构成了生物质固化技术装备进入市场的基本动力。以往由于人们对其不完全了解使其推广受到相当程度的限制，可以预见，随着该技术装备一些关键问题的解决和保护自然生态环境意识的日益加强，市场覆盖率将逐渐扩大，同时必须清楚地认识到，由于多种因素影响，短期内不能期望出现全国性推广热潮。 农作物秸秆资源量大质优的农区。据测算，我国农作物秸秆年产量 5.6 亿吨，约折算煤 3 亿吨，是一笔巨大的能源储备。目前农村生活能源中，秸秆燃料消费居首位，远大于煤炭和薪柴所占比重。在农村用煤难以有大量增加的情况下，用秸秆生产成型燃料是可行的。另外，工业中大量使用的化铁炉、锅炉，升火时需耗用大量劈柴点火，劈柴售价远比煤高，这也是商品化生产成型燃料的应用途径。 　　生产活性炭：活性炭广泛用于制糖、制药、化工行业，污水处理也需要活性炭，随着环境保护的强化，净化废水、废气所需活性炭的用量会越来越大。实践证明，用秸秆生产活性炭是可行的，而且生产的活性炭价格低廉。 　　 2.3 ．7 市场需求特点分析 　　成套设备规模以中小型为主。由于木屑、秸秆等均为松散物质，长途运输费用加大，所以生产木炭或成型燃料规模不宜太大，一般以每天生产 1 ～ 2 吨木炭为宜，另外由于碳化装置可土法上马，所以用户需求量最大的仍是成型机和干燥设备。结构简单实用、易操作控制和维修。这一点和国外发达国家不同，大多数用户是经济水平欠发达地区，这就要求设备运行稳定、寿命长，在自动化和外观上暂不做更高的要求，关键是要 买得起，用得住。 售后服务必须跟上 。生物质固化成型是看似简单，实则比较难以掌握的，尤其是成型所受影响因素很多且缺少规律性，这就要求生产厂家为用户提供良好的售后服务，以免造成用户买回去之后没使用多长时间就不能正常工作的被动局面。 　　总之，我国的生物质固化成型技术装备研究与制造起步较晚，产品生产批量小、专业厂家少，产品的系列化、标准化尚未提至日程。今后应在设备实用性、系列化上下功夫，不断降低成本并提高技术水平，为 21 世纪大规模开发利用生物质能提供必要的技术储备。
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农作物秸秆的产业化和工业化利用新机制的研究与对策（3）
zhengyongjun 2010-7-29 10:25
第二节 秸秆 燃料乙醇技术 纤维素的非结晶结构被打破后，可以降解成葡萄糖，发酵乙醇的原料。用木质纤维素作为糖源生产燃料酒精，目前糖的利用和转化率还很低，通常只有百分之十几。主要问题是纤维素的结晶结构难以被破坏，致使人们无法完成后续处理。纤维素和半纤维素被难以降解的木质素包裹，使得纤维素酶和半纤维素酶无法接触底物，这构成了木质纤维素利用的重大障碍。只有经过有效的预处理方法，破坏了木质纤维素的高级结构，实现纤维素酶和半纤维素酶对纤维素的可及性，才能使木质纤维素作为自然界里最大宗的资源，像淀粉一样被人和动物完全利用。 纤维素被纤维素酶水解的反应通常又称为糖化反应，水解的主要产物是单糖。天然半纤维素水解产物的 85-90% 是木糖。以植物纤维素原料中的木糖发酵生产酒精，能使纤维素原料的酒精发酵的产量在原有的基础上增加 25% 。因此，木糖发酵生产酒精是决定植物纤维资源生产酒精经济可行的关键因素。 2 ． 2 ． 1 　美国纤维质燃料乙醇工业发展现状 　　美国用纤维素制乙醇的技术开发较早， 1999 年能源部计划到 2015 年把燃料乙醇的成本降低 36% ，在这个目标的基础上又拟定了以下的开发方向：（ 1 ）通过转基因技术的研发，使纤维素酶酵母的活性比现有水平高 10 倍以上； （ 2 ） 完善同步糖化发酵法（ SSF ）和同步糖化共酵法（ SSCF ，即糖化和 C5 ， C6 糖共同发酵）技术； （ 3 ） 通过纤维素直接发酵菌的育种以开发直接发酵法（ DMC ）。 　　美国在乙醇的生产上仍然是世界乙醇生产的领头羊，同样在将纤维质转化为燃料酒精的研究、生产和应用方面也走在了世界的前列。在美国，政府积极鼓励燃料酒精的生产和使用。在政府的大力倡导下，酒精燃料在美国的燃料市场上的份额已达到 8% 。 1998 年 10 月第一家商业性转化纤维质为酒精的工厂由 BC International 在路易斯安那 Jennings 开始破土动工，该厂以蔗渣和稻壳为原料，年产酒精 20106 加仑。除此之外，加利福尼亚和纽约用城市垃圾生产酒精的建厂计划亦在进行中。 2. 2. 2 　 加拿大纤维质燃料乙醇工业化发展现状 　　加拿大纤维质燃料乙醇工业一直处于领先地位。 Iogen 是加拿大一家生物技术公司，总部设在渥太华，主要开发纤维素酶技术，在 2004 年开始开设了一家投资约 4 千万美元的纤维素乙醇厂，是首家纤维质乙醇工业化公司，处于世界领先地位。在过去两年里，它共生产了 65000 加仑的乙醇，兑入 85% 的汽油后提供给 36 家公司以及加拿大政府的汽车使用。使用原料为麦秸（也可利用玉米秸秆及其他农作物废弃物为原料），采用的技术是用稀酸结合蒸汽气爆预处理半纤维素，随后在含木质素和木糖的环境下用纤维素酶水解纤维素；液固分离，固形部分（木质素）燃烧或资源利用，液体进行木糖和葡萄糖联合发酵；发酵物蒸馏，蒸馏后残渣用于发电或产热。每周处理能力 25t 麦秸，年产 32 万 L 乙醇。该公司准备在加拿大或美国爱达荷州建设一个耗资 3.5 亿美元的工厂。 　　加拿大 SunOpta 公司采用稻草、玉米秸秆、草、树片、甘蔗渣等为原料生产各种生物转化产品，如纤维质乙醇、纤维质丁醇、木糖醇和膳食纤维等。该公司在世界范围内的纤维质原料转化乙醇技术上，处于领先地位，采用的技术是高压下连续气爆处理生物质，原材料包括木片、甘蔗渣、各种谷物秸秆、废纸等，中试厂处理原料为 500kg /h 。此技术已经在意大利、美国、芬兰和法国等国应用。 　　该公司在此领域具有 30 年经验，燃料乙醇组可提供广泛的服务，包括初步设计、安装工程、设备制造等方面。准备与黑龙江肇东乙醇厂合作，合作事宜将在 2006 年底敲定，该协议还将包括诺维信酶制剂中国公司。肇东金玉乙醇厂是中国第二大乙醇厂，目标是到 2007 年，年产 5000t 纤维质乙醇。 SunOpta 公司在生物质预处理生产纤维质乙醇和其他再生燃料方面处于世界领先地位。该公司拥有预处理系统所有权和专利技术，同时也是世界上唯一能进行连续工业化生物质预处理装置的单位。并为 AbengoaBioenergy 的研发机构在纽约和内布拉斯加州的玉米乙醇厂安装预处理装置。 SunOpta 公司与荷兰 RoyalNedalco 公司签定了共同合作的协议，该公司是欧洲最大的乙醇供应商。协议规定， SunOpta 授权 RoyalNedalco 使用该公司的五碳糖发酵菌种专利技术在北美生产生物质乙醇并在新建的谷物乙醇厂中使用 SunOpta 的技术和纤维生产乙醇生产装置。 SunOpta 公司将该技术提供给 AbenerEnergiaS.A.of Seville ,Spain ，并准备在西班牙建一座以小麦秸秆为原料年产 500 万 L 的纤维质乙醇产业化示范厂，这将是世界上第一座商业化规模的纤维质乙醇厂。尽管其生产成本仍被评估比谷物乙醇生产成本高出 50% ～ 100% ，但也将对加拿大的 IogenCorp 公司造成一定的打击，因为该公司一直寻求建立世界上首家商业化的纤维质乙醇厂。 2.2. 3 　 日本纤维质燃料乙醇工业化发展现状 日本作为世界第二石油进口大国，也希望利用本国资源开发乙醇燃料，但由于国内粮食生产不足，故对以纤维素为主的生物质废物为原料生产燃料乙醇的技术十分重视。日本全国每年产有 1000 万 t 废木屑，不少企业利用自行开发的技术或引进美国技术开展了以废木屑为原料生产燃料乙醇的工业试验。在 建设废材再生法 的推动下，日本国内有不少企业开展了利用废木屑生产燃料乙醇的技术开发，其中以日本食粮公司发明的方法别具特色。该法先将废木材破碎为数毫米的碎片，再用臭氧处理，然后放入自行开发的酵素，将木材中的纤维素和半纤维素加水分解为葡萄糖、木糖，最后经酵母菌发酵生产乙醇。该项目已于 2003 年 5 月投资 5 亿日元建成工试，目前日产乙醇 2.5t 。试成后拟建 200t/d 商用装置，成本目标为 25 日元 /L ，将低于美国现有水平。 2.2. 4 　 欧洲纤维质燃料乙醇工业化发展现状 　　 Abengoa 是欧洲最大的乙醇生产厂，同时也是世界排名第二的生产厂家，是以小麦秸秆为原料生产乙醇的瑞典生产商。 AbengoaBioenergy 是致力于可持续发展的技术先驱和高度多元化的公司，在美国拥有 3 家乙醇厂，一家在新墨西哥、一家在内布拉斯加州、一家在堪萨斯州，第四家正在施工中。在研究和开发乙醇新技术领域该公司占世界主导地位（传统工艺和纤维质工艺）。 　　目前 AbengoaBioenergys 正努力建两个生物质乙醇厂，一个在西班牙，一个在美国，两个都在施工过程中，他们的目的是在 2011 年前使该技术商业化。 Abengoa 生物质能研发公司将在纽约和内布拉斯加州中试规模的试验中检验生物质分馏技术和发酵技术。这套设备将在年底运行。在以后的 4 年里将投入 1 亿多美元帮助建成更加实用、更加可行的纤维质乙醇厂。他们正在建的西班牙生物质示范厂将展示酶水解技术的商业化，这套设备将使用麦秸做最初的原料，将具有年产大约 200 万加仑的生产能力，这两个示范厂所提供的经验将作为他们设计位于美国玉米产带第一个商业化规模的生物质乙醇厂，美国能源部到 2030 年计划生产 600 亿加仑的生物质乙醇，代替 30% 的汽油用量。布什总统提议在美国要建 3 个纤维质乙醇示范厂， Abengoa 公司将申请完成其中的一个。 　　在能源利用上，身为 环保急先锋 的瑞典人走在了所有大国的前面。瑞典政府 2006 年 2 月 7 日 宣布，计划用 15 年时间成为全球首个完全不依靠石油的国家，而且还不需要增建核电厂。 我们对石油的依赖将在 2020 年结束，这意味着所有房屋不再依靠石油来取暖，所有司机不再依靠汽油 。这是瑞典可持续发展部部长莫娜 萨赫林的展望。萨赫林和一些专家看准了几个能让瑞典比其他国家更有可能弃用石油的理由。 　　瑞典 Etek 中试乙醇厂日产量 400 ～ 500L （ 0.31 ～ 0.39t ）乙醇，每日需要消耗锯末或其他纤维质原料为 2t （以干物质计）。要建造一家年产 5 万 m3 （ 3.9 万 t ）以木质纤维素为原料的乙醇厂需要投资 1.25 亿欧元，工厂能提供 45 ～ 60 人就业机会，运输及加工原料还另需 40 ～ 80 人。根据瑞典原材料的成本计算乙醇价格为每升 0.35 ～ 0.45 欧元，但从长远角度考虑，纤维素生产乙醇作为能源前景比较乐观。该厂利用水解纤维素和半纤维素成葡萄糖、木糖生产乙醇。目前有两种方法水解纤维素，一种是 稀酸水解 ，用稀硫酸或二氧化硫做催化剂在 200 ℃ 下进行水解反应。如果采用浓酸水解，则反应可在较低温度下进行，此时产率较高，副产物较少，存在的问题是在分离回收酸液时应尽量减少对环境的污染。另一种是 酶水解 ，原料经稀酸预处理后再酶解。目前，稀酸技术在反流收缩床技术中的应用正在研究中。工厂能回收生产过程的蒸汽，节省能源。此外，发酵也可以采用分批发酵或者同步发酵。目前，该厂在研究云杉锯末为发酵原料生产乙醇，近期也要研究以其他生物质为原料的发酵。瑞典隆德大学的 GuidoZacci 教授是研究乙醇方面的专家，在隆德大学建有一个小型乙醇示范厂，下一步准备建一个半工业化规模的乙醇厂。 2.2. 5 　 我国纤维质燃料乙醇工业化发展现状 　　目前我国有一些科研机构、大学和企业在这方面也开始了研发工作，取得了一些进展。 　　 2006 年 6 月 26 日 ，河南天冠集团建成投产了我国首条秸秆乙醇中试生产线，标志着我国在生物质能源利用领域已跻身世界行列。目前，在河南天冠集团，一条年产 300t 乙醇的中试生产线已建成投产， 6t 麦秸可变成 1t 乙醇。此外，天冠集团还成功开发了新型乙醇发酵设备，可明显缩短发酵周期，从根本上解决了纤维乙醇发酵后乙醇浓度过低的难题，使利用秸秆原料生产乙醇的工业化有了可能。据了解，天冠集团将在稳定中试生产线的基础上，通过优化工艺，于年内再建一条 1000t 级纤维乙醇生产线， 十一五 期间，该集团以秸秆生产乙醇的成本可望与粮食生产乙醇基本持平。 　　上海华东理工大学能源化工系，承担国家 863 项目的 农林废弃物制取燃料乙醇技术 研究，近年已进入工业性试验阶段。该 863 项目国家拨款 1700 万元，专用于 生物质废弃物制取燃料乙醇 技术项目的工业性试验，已建成年产燃料乙醇 600t 的示范工厂，在上海奉贤完成。接下来的问题就是如何产业化。按照现在的技术，每吨燃料乙醇的生产成本在 5500 元左右，如果国家不补贴，就没有多少市场竞争力。因此，还必须在降低成本上下功夫。争取明年建成年产 5000t 的工厂， 3 ～ 5 年内建成年产 3 万 t 的工厂。由于上海的秸秆资源较少，今后将以上海为研发中心和设备生产基地，帮助秸秆资源丰富的地区建设工厂。在 十一五 期间，将进一步扩大规模，达到年产燃料乙醇 3000 ～ 6000t 。同时还将围绕降低成本和规模化生产展开研究，使其在经济上更具有竞争力。黑龙江肇东金玉乙醇有限公司已进行了 300t/ 年的玉米秸秆制乙醇的中试。 　　吉林轻工业设计研究院（内有联合国援华玉米深加工研究中心）吉林沱牌农产品开发公司与丹麦瑞速国家实验室合作研究 玉米秸秆湿氧化预处理生产乙醇 ， 2003 年开始， 2005 年阶段性鉴定，规模为 10L 发酵罐，阶段性试验结果为：在实验室条件下，玉米秆经湿氧化预处理后纤维素得率 78.2% ～ 83.6% ；酶水解后酶解率 86.4% ；糖转化为乙醇产率 48.2% 。在只利用六碳糖的情况下（即五碳糖尚未利用）， 7.88t 玉米秆产 1t 乙醇。 10L 全自动发酵罐发酵乙醇，发酵时间为 62h ，乙醇度 6.2%Vol ， 2006 年在此基础上进行了改进创新，并自主创新建成具有国际先进水平的实验室纤维质原料预处理装置。 河北农业大学食品科技学院实验室研究用 CO 2 爆破法对纤维物质预处理后用稀酸水解半纤维素，然后用酶法水解纤维素转化为单糖，发酵乙醇。江南大学生物工程系实验室试验：以玉米芯先浓酸后稀酸水解得糖率为 81% ，石灰中和后，接种酵母发酵生产乙醇，题为 酸两步水解法 。山东大学微生物技术国家重点实验室开展 纤维素原料转化乙醇关键技术 研究。对预处理方法试验：酸水解工艺、蒸汽爆破、低温氨爆破等方法，对纤维素酶高产菌的筛选和诱变育种、用基因手段提高产酶量或改进酶系组成、纤维素酶生产技术、天然废物利用策略等研究。 安徽丰原集团全力拓展燃料乙醇生产所需原料和相关技术的创新 , 创造性地提出了秸秆原料生产乙醇先分离后发酵的工艺路线 , 并与国内相关高校和科研院所合作进行系统工程研究。经过协同攻关 , 目前丰原集团发酵技术国家工程中心已成功突破秸秆利用的两项重大技术瓶颈 纤维素水解酶的系列开发以及用于五碳糖发酵技术工程的菌株开发。 丰原集团作为国内农产品深加工企业，与丰原发酵技术国家工程研究中心一起创造性地提出了秸秆原料生产乙醇先分离后发酵的工艺路线。目前，实验已取得阶段性成果，结果显示，利用秸秆转化燃料乙醇的成本应在 4000 ～ 4300 元 /t ，比玉米生产乙醇的成本低 300 ～ 500 元 /t 。秸秆按 300 ～ 400 元 /t 计算，农民每亩地可多获利不低于 300 元。丰原发酵技术国家工程研究中心与丰原集团计划 2006 年建成年产 300t 秸秆生产燃料乙醇的中试项目。如进展顺利，将于 2007 年推广，实现产业化。目前，丰原集团用秸秆等植物纤维生产乙醇，已到中试阶段，约 6t 秸秆可生产 1t 乙醇，其成本和玉米充分综合利用后分摊的成本相当，成本极其低廉。据了解，我国每年产生的秸秆为 6 ～ 7 亿 t ，其中约有 2 亿 t 未利用。
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农作物秸秆的产业化和工业化利用新机制的研究与对策（2）
zhengyongjun 2010-7-27 20:51
第二章 秸杆工业化利用技术进展 第一节 秸杆直燃发电技术 秸秆是一种很好的清洁可再生能源，每两吨秸秆的热值就相当于一吨标准煤，而且其平均含硫量只有 3.8 ，而煤的平均含硫量约达 1 ％。在生物质的再生利用过程中，排放的 CO 2 与生物质再生时吸收的 CO 2 达到碳平衡，具有 CO 2 零排放的作用，市场前景非常广阔。 秸秆发电是秸秆优化利用的最主要形式之一。随着《可再生能源法》和《可再生能源发电价格和费用分摊管理试行办法》等的出台，秸秆发电备受关注，目前秸秆发电呈快速增长趋势。各级政府在招商引资中也都把秸秆发电作为一个重头戏，秸秆发电概念在资本市场也开始活跃。秸秆发电利国利民，受到越来越多的人关注。 我国能源结构以煤为主，煤炭所占的比重近 70% ，造成了严重的大气污染。秸秆发电基本不增加温室气体，所燃烧的是植物当年或前一年转化的空气中的碳，而不像煤炭、天然气、石油那样，是几亿年前的碳。运营 2.5 万千瓦的生物质发电机组，与同功率火电机组相比，每年可减少二氧化碳排放约 10 万吨。火电厂大量排放二氧化硫，造成酸雨和酸沉降。而秸秆含硫量为煤炭的 10% 左右， 此硫非彼硫 ，这样生物发电还可大大减少二氧化硫等污染气体的排放。另外，传统火电厂燃煤后大约有 30% 的废渣产生；而生物质直燃发电产灰率仅为 2% 左右，灰粉中富含钾等矿物质元素，适当加工可制成高效肥料。因此，秸秆发电的原料是空气里来空气里去，剩余的再回到土里，基本不形成污染。 我国生物质能资源非常丰富，农作物秸秆资源量超过 7.2 亿 t ，其中 6.04 亿 t 可作能源使用。国家通过引进、消化、吸收国外先进技术，嫁接商品化、集约化、规模化的管理经验，结合中国国情，在农村推广实施秸秆发电技术，在节省不可再生资源、缓解电力供应紧张等方面都具有特别重要的意义。秸杆发电不但减少了秸秆焚烧对环境造成的危害、减少了温室气体和有害气体排放，而且对带动新农村建设无疑将起到重要的促进作用。 2 ． 1 、秸杆发电技术的进展 农作物秸秆直接燃烧供热发电的利用方式，是一条将秸秆转化为生物质能源可行的工艺技术路线。如果秸秆直接燃烧供热发电示范成功，将成为中国最大的支农项目、最大的节能、环保项目，是我国最可能迅速大面积推广的可再生能源项目。正是由于秸秆直燃发电项目拥有以上特点，同时它又可能解决目前许多企业面临的煤炭供应趋紧，价格持续上升的问题，我国启动实施秸秆发电的示范工程引起了国内外业界的极大关注。 20 世纪 70 年代爆发世界第一次石油危机后，能源一直依赖进口的丹麦，在大力推广节能措施的同时，积极开发生物质能和风能等清洁可再生能源，现在以秸秆发电等可再生能源已占丹麦能源消费量的 24 ％以上。丹麦 BWE 公司是亨誉世界的发电厂设备研发、制造企业之一，长期以来在热电、生物发电厂锅炉领域处于全球领先地位。丹麦 BWE 公司率先研发的秸秆生物燃烧发电技术，迄今在这一领域仍是世界最高水平的保持者。在这家欧洲菩名能源研发企业的技术支撑下， l988 年丹麦诞生了世界上第一座秸秆生物燃烧发电厂。目前丹麦已建立了 13 家秸秆发电厂，还有一部分烧木屑或垃圾的发电厂也能兼烧秸秆。 BWE 公司的秸秆发电技术已走向世界。瑞典、芬兰、西班牙等国由 BWE 公司提供技术设备建成了秸秆发电厂，其中位于英国坎贝斯的生物质能发电厂是目前世界上最大的秸秆发电厂，装机容量 3.8 万 kW 。 2.2 我国大型企业与丹麦 BME 公司合资合作蓄势待发 由中国龙基电力科技有限公司与北京德源投资有限公司共同合作经营的龙基电力有限公司，是 BWE 公司 超超临界锅炉 和 生物质能发电 等核心技术、锅炉设备相关技术及其更新技术进入中国的唯一平台。作为 BWE 公司在中国电力领域的项目发展公司和窗口公司，龙基电力有限公司将在中国境内投资生产世界先进的发电厂设备，逐步把 BWE 公司的生物质能发电技术引入中国，在国内生产 BWE 公司的生物质能发电锅炉及全部配套设备。 生物质能发电工程已列入国家级示范项目。河北晋州 (125MW) 和山东单县 (124MW) 两个示范项目都将引进丹麦 BWE 公司的世界先进秸秆发电技术，龙基电力有限公司作为项目投资和项目实施单位，在当地做了大量的前期调研，力争在吸收丹麦 BWE 先进技术的基础上，开创出一条符合中国国情的新路。两个示范项目如能成功，将给我国广袤的农村带来前所未有的新能源革命和巨大的经济效益，如河北晋州项目每年燃烧秸秆 20 多万 t ，发电 1.38 亿 kWh 。按照每吨秸秆 100 元的收购价测算，将带动农户增收 2000 多万元 / 年；与同等规模的燃煤火电厂相比，一年可节约 l0 万多 tce 。 除上述两个示范项目外，江苏如东县、黑龙江庆安县、北京平谷区等生物质能丰富的县 ( 区 ) 都在积极与龙基电力有限公司洽谈，着手筹建秸秆发电厂。 目前生物质能秸秆发电技术的开发和应用，已引起世界各国政府和科学家的关注。许多国家都制定了相应的计划，如日本的 阳光计划 ，美国的 能源农场 ，印度的 绿色能源工厂 等，它们都将生物质能秸秆发电技术作为 21 世纪发展可再生能源战略的重点工程。根据我国新能源和可再生能源发展纲要提出的目标，至 2010 年，我国生物质能发电装机容量要超过： 300 万 kw 。因此，从中央到地方政府都制定了一系列补贴政策支持生物质能技术的发展，加快了技术商业化的进程。随着我国国民经济的高速发展和城乡人民生活水平的不断提高，既有经济、社会效益，又能保护环境的秸秆发电技术的利用前景将会越来越广阔。 我国农村的秸秆资源相当丰富，主要的农作物种类有稻谷、小麦、玉米、豆类、薯类油料作物、棉花和甘蔗。根据我国地理分布和气候条件，南方地区水域多、气温高，适合水稻、甘蔗、油料等农作物生产，北方地区四季温差大，适合玉米、豆类和薯类作物生长，故播种面积大于其他地区。小麦在我国各地区都普遍种植，播种面积以华中、华东地区最多；棉花产地主要是华东和华中地区，其次是华北和西部地区。预计在 2000 年到 2010 年期间，我国每年秸秆资源的可获得量为 3.5 亿～ 3.7 亿 t ，相当于 1.7 亿 tce 。如果将这些秸秆资源用于发电，相当于 0.9 亿 kw 火电机组年平均运行 5000h ，年发电量为 4500 亿 kWh 。 秸杆发电的工艺流程： 农作物秸秆在很久以前就开始作为燃料，直至 1973 年第一次石油危机时丹麦开始研究利用秸秆作为发电燃料。在这个领域丹麦 BWE 公司是世界领先者，第一家秸秆燃烧发电厂于 1998 年投入运行 (Haslev ， 5Mw) 。此后， BWE 公司在西欧设计并建造了大量的生物发电厂，其中最大的发电厂是英国的 Elyan 发电厂，装机容量为 38Mw 。 2 ． 1 ． 1 秸秆的处理、输送和燃烧 发电厂内建设两个独立的秸秆仓库。每个仓库都有大门，运输货车可从大门驶入，然后停在地磅上称重，秸秆同时要测试含水量。任何一包秸秆的含水量超过 25 ％，则为不合格。在欧洲的发电厂中，这项测试由安装在自动起重机上的红外传感器来实现。在国内，可以手动将探测器插入每一个秸秆捆中测试水分，该探测器能存储 99 组测量值，测量完所有秸秆捆之后，测量结果可以存入连接至地磅的计算机。然后使用叉车卸货，并将运输货车的空车重量输入计算机。计算机可根据前后的重量以及含水量计算出秸秆的净重。货车卸货时，叉车将秸秆包放入预先确定的位置；在仓库的另一端，叉车将秸秆包放在进料输送机上；进料输送机有一个缓冲台，可保留秸秆 5 分钟；秸秆从进料台通过带密封闸门 ( 防火 ) 的进料输送机传送至进料系统；秸秆包被推压到两个立式螺杆上，通过螺杆的旋转扯碎秸秆，然后将秸秆传送给螺旋自动给料机，通过给料机将秸秆压入密封的进料通道，然后输送到炉床。炉床为水冷式振动炉，是专门为秸秆燃烧发电厂而开发的设备。 2 ． 1 ． 2 锅炉系统 锅炉采用自然循环的汽包锅炉，过热器分两级布置在烟道中，烟道尾部布置省煤器和空气预热器。由于秸秆灰中碱金属的含量相对较高，因此，烟气在高温时 ( 450 ℃ 以上 ) 具有较高的腐蚀性。此外，飞灰的熔点较低，易产生结渣的问题。如果灰分变成固体和半流体，运行中就很难清除，就会阻碍管道中从烟气至蒸汽的热量传输。严重时甚至会完全堵塞烟气通道，将烟气堵在锅炉中。由于存在这些问题，因此，专门设计了过热器系统，已经用在最新的发电厂中。 　 2 ． 1 ． 3 汽轮机系统 涡轮机和锅炉必须在启动、部分负荷和停止操作等方面保持一致，汽轮机和锅炉，协调锅炉、汽轮机和空冷凝汽器的工作非常重要。空冷凝汽器：丹麦的所有发电厂都是海水冷却的，西班牙的 Sanguesa 发电厂是河水冷却，英国的 Ely 发电厂装有空气冷凝器。在中国，空气冷凝器是一种很成熟的产品，可以在秸秆发电厂中采用。环境保护系统：在湿法烟气净化系统之后，安装一个布袋除尘器，以便收集烟气中的飞灰。布袋除尘器的排放低于 25mg/Nm3 ，大大低于中国烧煤发电厂的烟灰排放水平。布袋除尘器为脉动喷射式，容器由压缩空气脉冲清洁。副产物：秸秆通常含有 3 ％～ 5 ％的灰分。这种灰以锅炉飞灰和灰渣 / 炉底灰的形式被收集，这种灰分含有丰富的营养成分如钾、镁、磷和钙，可用作高效农业肥料。 根据国家对可再生能源发电的一系列优惠政策，秸秆发电厂所发电量由电网全额收购；上网电价经当地省政府价格主管部门按现行电价政策提出上报国家发展和改革委员会核批后，一般在 0.50 ～ 0.60 元左右；进口设备的关税和进口环节增值税全免，同时，各地方省市还因地制宜地制定了其它的补贴政策。这些政策的出台为秸秆发电在农村的推广利用提供了有力的保障。可以预见，在我国农村推广生物质能秸秆发电技术市场广阔，前景光明。　
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农作物秸秆的产业化和工业化利用新机制的研究与对策（1）
zhengyongjun 2010-7-27 18:55
08年，我在济宁市科技局挂职锻炼期间，参与一项济宁市级的软科学课题研究。该课题主要研究农作物秸秆的产业化和工业化利用问题，进一步提高农作物秸秆的综合利用价值，从根本上解决农作物秸秆的禁烧问题。 前段时间出差去济宁，顺便回科技局看看过去的同事们，被告知该成果获山东省软科学三等奖。现将 该课题的研究报告转摘一部分： 农作物秸秆产业化和工业化利用新机制的研究与对策 第一章 前言 第一节、项目背景 胡锦涛总书记在 2005 年北京国际可再生能源大会的致辞中指出： 可再生能源丰富、清洁，可永续利用。加强可再生能源开发利用，是应对日益严重的能源和环境问题的必由之路，也是人类社会实现可持续发展的必由之路。 加快可再生能源的开发利用是解决能源和环境问题的重要措施，也是实现经济和社会可持续发展的必然选择。 近年来，许多专家学者向党中央和国务院领导提出了开发利用生物质能的建议，党中央、国务院高度重视，胡锦涛总书记、温家宝总理等中央领导多次做出重要批示，要求国家发展改革委和有关部门抓紧研究，积极做好生物质能开发利用工作。因此，各有关部门和地方各级政府都要从国家长远发展的高度出发，提高对生物质能开发利用重要性的认识，完善政策，采取措施，把开发利用生物质能作为解决能源和环境问题、实现可持续发展的重大战略举措，大力推进生物质能的开发利用工作，使我国生物质能有一个较快的发展。 农作物秸秆是一种重要的生物质资源，是当今世界上仅次于石油、煤炭、天然气的第四大能源。秸秆中含有丰富的纤维素、半纤维素和木质素、微量元素等，是一种可供开发与综合利用的资源。在秸秆中纤维素、半纤维素和木质素通过共价键或非共价键紧密结合而成的木质纤维，占秸杆总重量约 70-90 ％左右。植物中三者各占的比例随不同来源的植物或植物的不同部分而有所区别。 表 1 农作物秸秆的化学组成 名称 纤维素 半纤维素 木质素 灰份 含量 30-50% 20-35% 20-30% 0-15% 据农业部提供的数据， 农作物秸秆是我国农业主要废弃物，每年产量约 7 亿吨，可做为能源用途的约 3 亿吨，约折合 1.5 亿吨标准煤。 其中，用于农村居民生活用能约 3 ． 40 亿吨，饲料和肥料约 2 亿吨。农产品加工业如稻壳、玉米芯、花生壳、甘蔗渣等副产品的年产量超过 1 亿吨。据权威人士分析，如果能利用现在资源的一半，秸秆类生物质产业年产值就可达近万亿元人民币。这将是继传统农业由初级农产品生产向农产品加工业领域拓展之后，为农业增效和农民增收开辟的 第三战场 。所以说，农业生物质资源是座待开发的金矿。 第二节 国内外秸秆类生物质利用现状 为了减少能源的对外依赖、提高能源供应安全，特别是为了应对全球气候变化，兑现 京都议定书 规定的减排温室气体的目标，欧洲国家对可再生能源非常重视。欧洲生物质能利用技术是上世纪七十年代以来，为了应对石油危机逐步发展起来的。目前，生物质能利用技术已成为最受欧盟国家重视的可再生能源技术。在各国支持可再生能源发展的政策推动下，生物质能利用技术发展很快，生物质能在能源中比例迅速提高，特别是生物质颗粒成型技术和直燃发电技术应用已非常广泛。欧盟明确规定，到2010年，可再生能源要占到能源消费量的12%、可再生能源发电要占到全部电力消费的23%。生物质能是重要的可再生能源，既可以通过锅炉直接燃烧发电和供热，也可以转化为液体燃料代替汽油和柴油，特别是生物质能资源分布广泛，品种多样，因此，欧洲国家都把生物质能作为优先发展的可再生能源予以高度重视。欧洲国家生物质能利用技术成熟，政策落实，生物质能开发利用已成为重要的新型产业，对保障能源安全、增加就业机会、促进农业发展，以及确保能源与环境的协调发展等发挥着重要的作用。 近年来，我国在秸秆类生物质能开发利用方面做了大量的工作，取得可喜的成果。 2006 年底全国生物质能发电累计装机容量 220 万 kW ，其中蔗渣热电联产 170 万 kW ；农林废弃物、农业沼气、垃圾直燃和填埋气发电 50 万 kW 。 2006 年，国家和地方发改委共核准 39 个生物质能直燃发电项目，合计装机容量 128.4 万 kW ，投资预计 100.3 亿元， 2006 年当年完成 5.4 万 kW 。此外， 2006 年完成生物质气化及垃圾填埋气发电 3 万 kW ，在建的还有 9 万 kW 。我国已经开发出多种固定床和流化床气化炉，以秸秆、木屑、稻壳、树枝为原料生产燃气。目前用于木材和农副产品烘干的有 800 多台，村镇级秸秆气化集中供气系统近 600 处，年生产生物质燃气 2 ， 000 万立方米。兆瓦级生物质气化发电系统已经推广应用 20 多套， 十一五 期间，国家 863 计划支持建设了 6MW 规模的生物质气化发电示范工程。 我国生产燃料乙醇的原料丰富多样，如甘蔗、木薯、玉米等。近年来，在全国各地试种杂交甜高粱，获得了高糖高产品种，其每亩茎秆产量 4 吨以上。甜高粱茎秆汁液是生产乙醇的优质原料， 十五 期间，通过国家 863 计划的支持，已开发出利用甜高粱茎秆汁液、玉米秸秆类纤维素废弃物等制取乙醇的技术，并完成了中试装置的建设和研究试验，建成年产 5000 吨规模的甜高粱秸秆制取乙醇燃料工业示范工程及年产 600 吨规模的纤维素废弃物制取乙醇燃料技术中试设施。 秸秆利用的重点集中在农村沼气、秸秆固体成型燃料、能源作物三大领域，并通过开展试点示范，以企业为龙头，以技术为支撑，以市场为依托，建成一批秸秆生物质能产业基地。 十五 期间，中央投资 34 亿元专项支持沼气建设，直接受益农户达 374 万户。截至 2005 年底，全国农村户用沼气池已发展到 1807 万户，建设养殖场沼气工程 3556 处。同时，沼气产业规模发展不断扩大，沼气产品基本实现了标准化生产，工程实现了规范化设计和专业化施工。对于秸秆利用，在继续巩固省柴节煤炉灶成果的同时，农业部还组织开展了秸秆生物气化、固体成型等清洁能源利用技术及其成套设备的开发与试点示范。通过对秸秆 吃干榨尽 ，每亩地还为农民带来 400 元的收入。截至去年底，全国已累计推广省柴节煤灶 1 ． 9 亿户，节能炕 2000 万铺，省柴灶热效率提高了 10% 以上，普及率达到 70 ％以上。杂交甜高粱、玉米等能源作物制作乙醇产业也已起步，这些农作物目前在华北、东北、西北等 10 多个省市都有种植，并建成利用甜高粱茎秆年产 5000 吨燃料乙醇的产业化示范基地。 目前， 目前，秸秆资源工业化利用的方法 ：一是热化学转换技术，获得木炭焦油和可燃气体等品位高的能源产品，分为高温干馏、热解、生物质液化等方法；二是生物化学转换法，主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品；三是利用油料植物所产生的生物油；四是直接燃烧技术，包括炉灶燃烧技术、锅炉燃烧技术、致密成型技术和垃圾焚烧技术等。从技术成熟性上看，目前我国生物质气化发电技术处于国际先进水平，而生物燃油特别是生物乙醇的研发、示范也取得了相当的经验。目前，热解气化技术在全国已经建设推广了 100 多个示范工程。生物质发电在我国已经有 40 年的历史，其主要原料是稻壳和谷壳，且主要用于大米加工厂。由于发电规模小，经济效益差，发展缓慢，发电规模一直维持在 60 ～ 200kW 。直接燃烧技术：成型燃料热性能优于木材，与中质混煤相当，而且点火容易，便于运输和贮存，可作为生物质气化炉、高效燃烧炉和小型锅炉的燃料。 第三节、我市秸秆类生物质利用现状 济宁市是农业大市，农作物常年播种面积在 1200 万亩以上，每年秸秆产量折干 710 多万吨。近几年来特别是今年以来，我市各级党委、政府认真贯彻落实省委、省政府关于作物秸秆禁烧和综合利用工作的一系列重大决策部署，采取多种形式和措施，强力推进作物秸秆综合利用工作，取得了显著成效。 2007 年秋季，全市种植玉米 294.8 万亩，秸秆综合利用面积 264.1 万亩，综合利用率达 89.3% ，其中直接还田 166.3 万亩，青贮氨化 43.3 万亩，堆沤 24.9 万亩，其他利用 29.6 万亩。秸秆综合利用率明显提高，带来全市生态环境的明显改善，与去年同期相比，大气二氧化硫浓度降低 27-81% ，可吸入颗粒物浓度降低 15-95% 。为我市经济社会发展和对外开放提供了良好环境、做出了重要贡献。 一批秸秆综合利用科技项目实施顺利。 山东华源食品有限公司承担了省星火计划项目食用菌星火科技示范县建设、邹城市食用菌协会承担了省良种产业化项目褐色蘑菇新品种选育与高效无公害栽培技术开发，通过各级各类食用菌项目的实施，邹城市食用菌栽培面积已实际发展到 500 万平方米，各类食用菌生产基地 90 余处，双孢菇、鸡腿菇、金针菇、草菇、白灵菇等主推品种 10 多个，年产鲜菇 7000 万公斤，消耗各类秸秆 7.5 万吨，产值 3.8 亿元。邹城市蔬菜站承担 2006 年济宁科技计划项目作物秸秆浅池藕技术研究与推广，推广 1800 亩，消耗各类秸秆 750 万公斤。曲阜天博晶碳科技有限公司的玉米秸秆等农业废弃物生产高价位成型活性碳系列产品技术，在国际上属于首创， 主要产品高价位成型活性炭及其衍生物系列产品， 具有自烧结性等一些特殊的性能，而且得到的活性碳材料密度大、致密度高。被列入国家级 2007 年度农业科技成果转化项目，获补助经费 50 万元。目前， 达到转化规模 50 吨 / 年秸秆的水平。 蒙牛汶上现代牧场有限公司的万头奶牛生态现代牧场基地建设，利用 秸秆青贮生产饲料，年消耗秸秆 4 万吨。 汶上县银都工贸有限公司的沼液水体秸秆养藕综合技术开发等 一批秸秆综合利用科技项目已发挥示范和带动作用。 近几年来，我市各级党委、政府认真贯彻落实省委、省政府关于作物秸秆禁烧和综合利用工作的一系列重大决策部署，采取多种形式和措施，强力推进作物秸秆综合利用工作，取得了显著成效。济宁市的秸秆禁烧工作 得到温家宝总理高度评价，并做了重要批示。根据温家宝总理，曾培炎、回良玉副总理批示既要从政策层面予以支持和引导，又在技术层面加强研究和指导，积极促进难题解决。 市委、市政府确定 2008 年作物秸秆综合利用率达到 90% 以上， 2009 年达到 95% 以上的工作目标，实现作物秸秆由传统利用向高效率利用，由单一利用向商品化、系列化、产业化综合开发利用转变。 我市当前秸秆工业化利用的主要途径： 1 、作为工业原料。 包括秸秆用于造纸、制造酒精、建材等。 还可以利用秸秆中的纤维作为原料加工纤维密度板、生物地膜、餐具、包装材料等，其经济、社会和生态效益十分显著。 2 、作为农村新型能源。 作物秸秆纤维中的碳约占 40% 以上，是很好的能源物质。秸秆能源技术包括秸秆气化制气、压块成型制炭、锅炉集中直接燃烧发电和生物沼气等。任城区 秸秆发电项目也在考察调研阶段。 农作物秸秆的综合利用工作是一项复杂的社会系统工程， 如何搞好作物秸秆综合利用，大力推广转化加工技术，合理利用好这些资源并发挥其潜力，是保护自然资源，防止环境污染，促进结构调整，增加农民收入的重要途径，对于实现农业和农村经济可持续发展具有十分重大的意义。我市是农业大市，农作物种植面积大，秸秆产量大，如加以科学合理地工业化利用，拓展秸秆产业上下游生产环节，做好秸秆产业链条的链接，可以形成以秸秆为原材料的新能源、新材料产业集群。该课题研究目标是通过调研和信息资料收集分析，为济宁市农作物秸秆产业化和工业化利用寻找新机制，提供高水平的研究报告，为政府决策提供科学依据。
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向癌症学习
longfo 2010-6-4 09:28
看了《 你相信：癌症不是病吗？ 》以后就把他转到其他网站上了，偶然看到了一个很好玩的回复，大家一起看看，把玩把玩。 首先你要明确肿瘤的概念，还有病的概念； 其实死扣这些概念是没有意思的。 什么是病呢？ 如果自然界所有的人都是一条腿的，那么张两条腿的就叫病，比如多指腿症。 如果自然界所有的人都是两只眼睛，那么三只眼睛就叫病，不论它张在哪里。 因为自然界所有的人都会死，所以我们从来不把死亡当做病。--我们说再所难免。 所有自然界所有的人都会的肿瘤，那么不长肿瘤就是病。 其实肿瘤恰恰反映了人类的意志，你不想死，你想永生。细胞也不想死，也想永生，细胞不在死亡永生后的结果就是癌变。所以对待癌症，我们需要从另外一个角度去思考，为什么不从癌症身上学习学习，我们怎么做到永生呢？杀死他不如利用它 PS: 疾病应该是不同于常人的行为和状态，包括身体状态和心理状态。我想这个认识倒是无可厚非的。 我有一个同学，曾经告诉我，他之所以来做科研，就是对于肿瘤的发展很感兴趣，因为很多疾病都是因为无法再生得病，但是肿瘤却是无法不再生而得病。比如脑溢血造成的细胞死亡，不可再生，但是肿瘤细胞却可是无限蔓延，两者之间的关系值得探索。 癌症细胞想永生，我们人类也想活得长一些，这倒是有趣的想法，研究癌细胞的机制倒是挺好玩的，是不是对于人类的寿命延长有帮助，有研究潜力。
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提价并不是水资源可持续利用唯一手段
姜文来 2009-12-21 09:12
姜文来 北京市水价听证会在 12 月 16 日落下了帷幕。北京市涨价提出了三个有利于： 有利于促进首都水资源节约和可持续利用、有利于促进污水资源化和再利用、有利于保障城市供水安全和行业发展。 2 5 名听证代表中（其中一名未到会，提供书面意见）， 23 名同意涨价，高达 92% ，只有 2 名明确反对涨价，只占 8% 。 听证结果表明，听证代表接受了涨价理由。 综观各地水价调整的理由，促进水资源可持续利用，提高节水意识成为水价提升的首要理由。那么，提高水价是 水资源可持续利用唯一手段吗。 这次北京水价调整和 2004 年水价调整相似之处，在听证之前有关部门组织代表参观密云水库，让听证代表充分了解北京水资源状况。事实表明，这样水资源水情教育十分有效，听证代表在参观之后无限感慨，北京水缺，提价必行成为共识，在听证会上代表们发表了赞同的意见。由此可以看出，提高人们的水资源保护意识，并非只有提价的手段，充分的水资源教育就是很有效的重要手段。 促进水资源可持续利用是一个系统的工程，水价只是这个系统工程的一个环节，并不是十分重要的环节，要充分地意识到，通过提高水价提高人的节水意识，促进水资源可持续利用效果是有限的，在水价特别低廉的时候比较有效，但到一定程度效果就不明显。 水作为生活必须品，政府提供优质价廉的水资源，既是责任也是义务。提高居民生活水价，节水的效果各地是不一样的，在北京生活用水占总用水量的 40% （注意不仅仅是居民生活用水），提价有节水的可能，但就全国而言，生活用水量只占 10% 左右，即便全部不用了，还能节约出多少水量？这是不能不考虑的问题。 水资源是宝贵的资源，珍惜水资源，爱护水资源，保护水资源是我们没一个公民的责任和义务，提价并不是保护水资源的唯一手段 。
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院士是‘神’
lin602 2009-11-7 22:46
一位学者，当上了院士，成了好几个学校的兼职教授（院士），在这些学校的网上都能够找到。许多学校的兼职费，都在几W。当然，他也没有办法，是别的学校求他当兼职教授的，不当嘛，不给他们面子。后来嘛，还是一些学会的理事长，等，就不多说了。科研费嘛，只要以他名义写的申请书（其实也是手下人写的申请书），绝大部分都能够得到，许多课题指南都是他的想法。当然，钱来后，都是他手下的人干的。 还见到一位教授，退休了，实验室也交了，在家歇着了。那年真是运气好，被评为院士了，马上单位重新给实验室，而且大大的实验室，助手重新配，原来不太理他的手下人，心里发慌了，哎，不该不太热情地对待他。经费嘛，写了申请书，没有问题的。 许多单位的院士，说起来是博士生导师，其实都是以他名义，手下人带的。再说得严重一点，年纪大了，创新也不行了。 但院士们目前许多人已经成为了神。神是神通广大的。最重要的原因，是院士们手中的资源，他们会成为首席专家，项目评审组组长，学会或协会的领导。评项目、评奖、评博士点、立项、开会等，都是他们的唱主角，是不是有你的份，他们的话份量非常重。再说得通俗一点，如果成了院士，如果条件允许的话，一下就从普通演员，成为主角，或者成为名星了。 但我也见到一些真正的学者（有些是我的老师或身边的人），他们是院士，但他们也是普通的人，实实在在的人。也不希望被人供着，过着平淡而宁静的生活。见到他们，让我产生由衷的敬佩。
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坐山观蛐蛐斗
moxj 2009-9-29 17:50
虽然我的日记只是闲扯，没有系统的指责什么，仅仅提出一点看法，但还是会让一些人看了很不舒服，或者有点紧张。昨天写了一篇日记：《逼警为匪》，管理员很快通知我日记被删了。 如果我也随大流无病呻吟几句：逼良为娼，即使有人跟在后面议论纷纷，估计对这样大家都已经接受的观点，相关审查人员也就无关痛痒了。 其实所有问题如果能以讨论和交流的方式表达出来，而不是单方面的强势宣传，那是真正解决问题的一种有效方式，而不是什么反动言论，更不会是造反行为。相反，对它抱有恐惧心态并加以遏制的行为和 钓鱼式执法 等同栽赃 一样，不但道德不容，也是一种违法行为 . 我提出 《逼警为匪》这个观点，只是在时下如潮的群众对各类执法人员提出质疑、指责的愤怒声和无辜的警察呼喊他们生存状况的无奈声中提醒大家：当下的很多争论只不过是 两只蛐蛐在争斗而已 ，无论胜败，都是处在大家高处看高兴之人的工具而已。（不要总想着自己是什么样的知识分子） 当然了，日记被人收藏或者删除都是让我高兴的事情，如同我专门写了日记：《 面对错误 》一样，上领奖台或审判台时我都是一样兴奋和激动，因为我的收获。 这些日记只是表达一种思辨而已，题目里的汉字差别很大，逻辑上却重复了很多。一些日记还会被删除掉，但那些保留下来的早把相关的事情摆在出来很久了，比喻：《 和我一起偷窥你 》《 理想主义的灯火和现实主义的道路 》《 共产党的胜利和共产主义的衰落 》同学们没有必要因为看到的日记标题变成了《 该文章审核未通过 》就 QQ 过来问长问短。 我们真正 必要的是保留我们独立的思考和积极的观察，而不是像两只蛐蛐一样，拼命的厮杀！ (图片来源于百度)
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废旧塑料瓶的新生
xbyang 2009-5-25 17:36
　　想DIY一些装饰品吗？是不是觉得入门有些难？其实，做个有心人，DIY可以从家里的废品做起，最简单的就是用一些废旧的塑料瓶来设计一些装饰品。 　　创意是没有门槛的，创意也不只是产生在设计师的工作室里。动动手，每个人都是灵动生活的缔造者。下面我们就来看看法国设计师阿贝尔让罗怎样用废旧塑料瓶来装点自己的生活。 首先，我们得学会截断窄口的饮料瓶。不要粗暴地用刀子割，或者用剪刀剪，这样都可能使得脆脆的塑料瓶碎裂、变形或者出现折痕。把菜刀在煤气灶上烧一会儿，切塑料瓶就变得跟切豆腐一样容易了，切口也显得十分整齐。 最简单的设计是用切下来的广口部分做花瓶或笔筒，要想让瓶口更加突出而且装饰效果好，可以用黑胶布在瓶口贴上一圈。也可以把一串切开的塑料瓶贴在墙上，用作搁物架，摆放一些小饰品或报刊。当然，得把瓶底固定在墙上。用烧红的刀尖把瓶底捅一个小眼，然后用螺丝把塑料瓶固定在墙上，然后用黑胶布把一串瓶子连接起来，就成为很漂亮的搁架了。 瓶口部分也不能浪费。用一个瓶口可以用作漏斗，把大桶或袋装的液体倒进小瓶的时候用得上。用胶布把两个瓶口连接起来，可以做成别出心裁的烛台。用螺丝把几个瓶口连在一起，还可以做出鱼雷状的存钱罐。
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